Metabolomics är en ny gren inom analytisk biokemi som är relaterad till metabolism – processen att omvandla matenergi till mekanisk energi eller värme. Biprodukterna från metabolism, så kallade metaboliter, produceras i biologiska prover som urin, saliv och blodplasma. Metabolomics hänvisar till studiet av dessa metabolitprofiler som produceras i biologiska prover. När det gäller växtbiologi används specifika vävnadsprover för metabolitprofilering. Metabolomics växte tillsammans med genomik och proteomik från mitten av 1990-talet som ett resultat av Human Genome Project, ett projekt som syftade till att kartlägga det mänskliga gensystemet.
Cellaktivitetsprocesser som cellsignalering, energiöverföring och cell-till-cell-kommunikation styrs av metaboliter. Metabolomen är en samling av alla metaboliter i en cell vid en viss tidpunkt. Människan har många sorters celler med olika metabolomer, men metabolomik handlar om studiet av metaboliter med låg molekylvikt som lipider, sockerarter och aminosyror. Dessa är också kända som små molekyler. Genetiska störningar, sjukdomar eller miljöstörningar kan förklaras med studiet av förändringar i metabolomen. Därför kan studiet av metaboliter, nämligen metabolomics, hjälpa till att diagnostisera sjukdomar eller studera effekterna av ett förgiftande ämne.
Det finns två komplementära tillvägagångssätt som används för metabolomiska undersökningar: metabolisk profilering och metabolisk fingeravtryck. Vid metabolisk profilering används kvantitativa analytiska metoder för att mäta metaboliter av en viss klass. Vid metabolisk fingeravtryck jämförs fingeravtryck för att avgöra om metaboliter har förändrats på grund av sjukdom eller exponering för toxiner. För att göra denna typ av jämförelse kan kromatogram och statistiska metoder användas. Det är en semikvantitativ metod som faktiskt kan tillämpas på ett brett spektrum av metaboliter. Metabolomics kan studeras genom en kombination av metabolisk profilering och fingeravtryck.
Forskare förväntar sig att metabolomics kan hjälpa vården på många sätt. Det bör kunna producera säkrare läkemedel och bättre identifiera grupper av människor som sannolikt kommer att dra nytta av ett läkemedel. Metabolomics kan också hjälpa till att diagnostisera sjukdom och övervaka olika hälsobehandlingar. Integrerat med proteomik och genomik används metabolomik till exempel för att ta reda på varför vissa människor är mer mottagliga för leverskador från vissa läkemedel. Fältet förväntas spela en viktig roll inom systembiologi på lång sikt och på kort sikt förväntas det tillhandahålla biomarkörer för att studera sjukdomar och toxinexponering.